一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置及方法。监测定位装置包括销钉传感器、塔底传感器、NB‑IoT网络和监测模块；销钉传感器安装在绝缘子销钉上；塔底传感器安装在输电铁塔底部基座上；销钉传感器和塔底传感器均通过NB‑IoT网络与监测模块进行通信；监测模块通过销钉传感器的高度信息判断销钉是否脱落，实现绝缘子销钉状态监测。监测定位方法用于上述装置，从而实现输电铁塔销钉级缺陷的实时监测。与现有技术相比，本发明专利技术具有实时性好、安全性高、准确性高和可快速定位故障点等优点。

A monitoring and positioning device and method for insulator pin falling off of transmission tower

【技术实现步骤摘要】
一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置及方法
本专利技术涉及输电线路检测
，尤其是涉及一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置及方法。
技术介绍
输电铁塔上的绝缘子串销钉用于连接各个绝缘子，是铁塔上的关键部件，但由于长期经受风吹，容易因长期的晃动引起销钉脱落而存在安全隐患，导致输电线路发生故障，给电力公司带来了巨大的经济损失。因此需要对绝缘子串销钉的状态进行监测，及时发现隐患，以保证输电线路的安全。目前，输电线路的巡检主要依靠人工作业，存在效率低、安全性差的问题，并且巡检结果受人员技能及天气、环境等客观因素影响较大。因此，智能化的高压电塔巡检十分有必要。随着无人机技术的发展，已经有利用无人机拍摄对销钉级缺陷进行检测的研究和应用。但是，这种方法也存在缺点：第一，检出率不能保证，因无人机拍摄角度、视频/照片背景等问题，销钉级缺陷可能拍摄不到，或识别不出来，从而造成漏检；第二，检测的及时性问题，如果销钉级缺陷发生在巡检的间隙，那么这种缺陷遭遇恶劣天气时将是重大隐患。因此，如何实时监测输电铁塔绝缘子串销钉的状态很重要，但这一领域目前在国际上也属于空白。现有技术中，人工巡检存在效率低、安全性差、及时性差、准确性不能保证等问题；无人机巡检技术存在受环境干扰影响因素较大，准确识别难度大，实时性差，存在安全隐患等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时性好、安全性高、准确性高的输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置，包括销钉传感器、塔底传感器、NB-IoT网络和监测模块；所述的销钉传感器安装在绝缘子销钉上；所述的塔底传感器安装在输电铁塔底部基座上；所述的销钉传感器和塔底传感器均通过NB-IoT网络与监测模块进行通信；所述的监测模块通过销钉传感器的高度信息判断销钉是否脱落，实现绝缘子销钉状态监测。优选地，所述的销钉传感器包括外壳、安装在外壳内的大气压力传感单元、NB-IoT通信单元、天线单元、电源和MCU单元；所述的大气压力传感单元、NB-IoT通信单元、天线单元和电源均与MCU单元相连。更加优选地，所述的销钉传感器上设有两个用于穿过钢丝绳的通孔；所述的销钉传感器通过钢丝绳与销钉固定连接。一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位方法，包括以下步骤：步骤1：进行传感器编码；步骤2：监测模块对销钉传感器和塔底传感器所采集的大气压力信息进行采样；步骤3：监测模块处理大气压力信息，得到传感器高度信息；步骤4：监测模块根据传感器高度信息和报警条件判断销钉是否脱落或损坏，若是，则执行步骤5，否则，执行步骤6；步骤5：监测模块定位脱落销钉位置，并显示报警信息；步骤6：销钉无脱落和损坏情况，结束本轮循环。优选地，所述步骤1具体为：步骤1-1：监测模块创建传感器ID编号；步骤1-2：监测模块将传感器ID编号发送至销钉传感器；步骤1-3：销钉传感器将当前传感器的位置信息和传感器ID编号发送至监测模块；步骤1-4：监测模块将当前传感器ID编号和该编号对应的位置信息绑定；步骤1-5：完成传感器编码。优选地，所述步骤2中监测模块的采样周期为12小时。优选地，所述步骤4具体为：步骤4-1：判断当前销钉传感器是否有数据反馈，若是，则执行步骤4-2，否则，当前销钉传感器损坏；步骤4-2：判断当前销钉传感器的高度与该传感器对应塔底传感器高度的高度差是否小于2m，若是，则当前销钉传感器脱落，否则，当前销钉传感器未脱落。优选地，所述的步骤5具体为：步骤5-1：监测模块获取脱落销钉的ID编号；步骤5-2：根据ID编号查询传感器位置信息；步骤5-3：完成脱落销钉的定位。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、实时性好：本专利技术基于NB-IoT无线通信技术实现销钉级缺陷的实时监测，克服了现有技术实时性差的问题。二、安全性高：本专利技术中传感器通过NB-IoT无线通信技术将采集信息传输给监测模块，无需人工现场巡检，安全性高。三、准确性高：本专利技术中设置了塔底传感器，通过销钉传感器和塔底传感器采集数据的对比，作为检修判断的参考，准确性更高。四、快速定位故障点：本专利技术中传感器ID编号和对应的传感器位置信息绑定，通过传感器编码的方式进行损坏或脱落传感器的识别，可快速定位故障点，减少维修时间，提高维护效率，保障线路安全。附图说明图1为本专利技术中监测定位装置的结构示意图；图2为本专利技术中销钉传感器的结构示意图；图3为本专利技术中销钉传感器与绝缘子销钉连接时的结构示意图；图4为本专利技术中销钉传感器与销钉连接时的结构示意图；图5为本专利技术中监测定位方法的流程图；图6为本专利技术中传感器编码方法的流程图。图中标号所示：1、销钉传感器，2、塔底传感器，3、NB-IoT网络，4、监测模块，11、外壳，12、大气压传感单元，13、NB-IoT通信单元，14、天线单元，15、电源，16、MCU单元，17、通孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。如图1所示，监测定位装置包括若干个销钉传感器1、塔底传感器2、NB-IoT网络3和监测模块4。销钉传感器1与绝缘子销钉固定连接。塔底传感器2安装在铁塔底部基座上，塔底基座有4个，可将塔底传感器2安装在其中一个上。销钉传感器1和塔底传感器2均通过NB-IoT网络3与监测模块4进行通信。监测模块4将销钉传感器1和塔底传感器2采集的大气压力信息转换为传感器高度信息，然后对比销钉传感器1和塔底传感器2的高度来判断销钉传感器1是否脱落。需要指出的是，监测模块4还可以通过判断传感器数据是否反馈来判断传感器是否损坏。如图2所示，销钉传感器1包括外壳11、安装在外壳11内的大气压力传感单元12、NB-IoT通信单元13、天线单元14、电源15和MCU单元16。大气压力传感单元12、NB-IoT通信单元13、天线单元14和电源15均与MCU单元16相连。本实施例中，大气压力传感单元12采用博世BMP280；NB-IoT通信单元13采用移远BC26；MCU单元16采用STM32L151C8T6；电源15采用镍锂电池和大容量蓄能电容组合的方式供电。如图3和图4所示，销钉传感器1上的外壳上设有两个直径为5mm的通孔17，销钉传感器1和销钉通过304不锈钢、0.3mm直径、1*7结构的钢丝绳穿孔固定。如图5所示，本专利技术中的监测定位方法包括以下步骤：步骤1：进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置，其特征在于，所述的监测定位装置包括销钉传感器(1)、塔底传感器(2)、NB-IoT网络(3)和监测模块(4)；所述的销钉传感器(1)安装在绝缘子销钉上；所述的塔底传感器(2)安装在输电铁塔底部基座上；所述的销钉传感器(1)和塔底传感器(2)均通过NB-IoT网络(3)与监测模块(4)进行通信；所述的监测模块(4)通过销钉传感器(1)的高度信息判断销钉是否脱落，实现绝缘子销钉状态监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置，其特征在于，所述的监测定位装置包括销钉传感器(1)、塔底传感器(2)、NB-IoT网络(3)和监测模块(4)；所述的销钉传感器(1)安装在绝缘子销钉上；所述的塔底传感器(2)安装在输电铁塔底部基座上；所述的销钉传感器(1)和塔底传感器(2)均通过NB-IoT网络(3)与监测模块(4)进行通信；所述的监测模块(4)通过销钉传感器(1)的高度信息判断销钉是否脱落，实现绝缘子销钉状态监测。


2.根据权利要求1所述的一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置，其特征在于，所述的销钉传感器(1)包括外壳(11)、安装在外壳(11)内的大气压力传感单元(12)、NB-IoT通信单元(13)、天线单元(14)、电源(15)和MCU单元(16)；所述的大气压力传感单元(12)、NB-IoT通信单元(13)、天线单元(14)和电源(15)均与MCU单元(16)相连。


3.根据权利要求2所述的一种输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位装置，其特征在于，所述的销钉传感器(1)上设有两个用于穿过钢丝绳的通孔(17)；所述的销钉传感器(1)通过钢丝绳与销钉固定连接。


4.一种用于如权利要求1所述监测定位装置的输电铁塔绝缘子销钉脱落监测定位方法，其特征在于，所述的脱落监测定位方法包括以下步骤：
步骤1：进行传感器编码；
步骤2：监测模块(4)对销钉传感器(1)和塔底传感器(2)所采集的大气压力信息进行采样；
步骤3：监测模块(4)处理大气压力信息，得到传感器高度信息；
步骤4：监测模块(4)根据传感器高度信息和报警条件判断销钉...

【专利技术属性】
技术研发人员：何冰，谢小松，孟夏卿，王欣庭，张羽公，王宗洋，张伟，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31